适于山地施工的智能型气动内对口器制造技术

一种适于山地施工的智能型气动内对口器，包括对口工作部、行走段和储气罐，行走轮安装在车架上，驱动轮通过一个销轴安装在驱动轮支撑臂的一端，驱动轮支撑臂的中部可转动地安装在第一回转轴上，驱动轮支撑臂的另一端通过铰链与滑套联接，驱动轮与驱动装置连接；刹车片的传动机构与驱动轮类似；滑套可滑动的套装在中心轴上，滑套与用于推动滑套伸缩的伸缩机构连接；对口工作部与滑柱固定连接，滑柱可滑动地安装在套管内，滑套固定安装在车架的一侧上，滑柱与气缸的活塞杆连接；车架的另一侧通过铰链与储气罐连接。本发明专利技术有效适用于坡度较大场合，定位效率高、精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管线焊接施工设备，尤其是一种气动内对口器。
技术介绍
气动内对口器是用在管线焊接施工中，从钢管内部以径向力把两根待组对管管口迅速组对，且满足管线焊接要求的一种专用机械。它是以压缩空气为动力源来实现设备的驱动与操作。现有的管道内对口器不能在坡度超过30°时行走，在上坡路行走时，由于刹车控制阀与行走控制阀互锁的控制方式造成的停车可靠性差，另外，下坡时易发生溜坡，有很大的安全隐患。在有坡度时，现有的对口器在管道口调整位置很困难，效率很低。山地管道施工时，由于坡度大，内对口器重量大，手动控制对口器行走困难非常大。
技术实现思路
为了克服已有气动内对口器不能适用于坡度较大场合、可靠性差、存在安全隐患的不足，本专利技术提供一种有效适用于坡度较大场合、不同坡度时智能定速行走的适于山地施工的智能型气动内对口器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种适于山地施工的智能型气动内对口器，包括对口工作部、行走段和储气罐，所述行走段包括车架、行走轮、驱动轮和刹车块，所述车架上沿车架的中心轴方向依次布置2个行走轮、驱动轮、刹车块和2个行走轮，从轴向上看行走轮位于车架的下半圆，驱动轮和刹车块位于车架的上半圆；径向分布为2个行走轮关于Y轴对称，行走轮安装在车架上，驱动轮通过一个销轴安装在驱动轮支撑臂的一端，所述驱动轮支撑臂的中部可转动地安装在第一回转轴上，所述第一回转轴固定安装在车架上，所述驱动轮支撑臂的另一端通过铰链与第一滑套联接，所述驱动轮与驱动装置连接；刹车块通过一个销轴安装在刹车块支撑臂的一端，所述刹车块支撑臂的中部可转动地安装在第二回转轴上，所述第二回转轴固定安装在车架上，所述刹车块支撑臂的另一端通过铰链与第二滑套联接；所述两个滑套可滑动的套装在中心轴上，所述滑套与用于推动滑套伸缩的伸缩机构连接；所述对口工作部与滑柱固定连接，所述滑柱可滑动地安装在滑套内，所述滑套固定安装在车架的一侧上，所述滑柱与第三气缸的活塞杆连接；所述车架的另一侧通过铰链与储气罐连接。进一步，所述驱动装置为气马达，所述气马达安装在车架上。所述伸缩机构包括第一气缸和第二气缸，第一气缸安装在对口器机架中心，活塞杆与第一滑套连接；第二气缸也安装在对口器机架中心，活塞杆与第二滑套连接；第一和第二两个气缸相对布置在中心轴两端。更进一步，所述储气罐的外侧等圆弧间隔地设置三个滚轮。智能控制系统包括工控机，对口器内PLC控制器及其输入部分、输出部分，操作仪部分。对口器控制器与工业控制计算机设计有通信接口。对口器控制器的输入部分包括光纤传感器、光电编码器、倾角传感器、气缸磁性开关、电源电压信号、气压传感器。(I)光纤传感器。光纤传感器用于对口器的定位，当光纤传感器在管道内时输出高电平，当光纤传感器出管后输出低电平，输出控制信号。采用两级定位确保定位精度，当一级光纤传感器输出定位信号时，说明对口器快到定位位置了，对口器立即减速，按照设定程序停止；控制第三气缸工作，将对口工作部向前推出，当二级光纤传感器输出定位信号后第三气缸停止，确保定位精度2_，这时可以进行对口动作。(2)光电编码器。光电编码器安装于驱动轮上。控制器通过高速计数接口采集此信号，计算前进速度，并可用此计算对口器前进的距离。(3)倾角传感器。倾角传感器安装于对口器上，用于测量管道与水平面的倾角。对口器上坡时此倾角为正，对口器下坡时此倾角为负。控制器根据此倾角决定对口器的行走控制模式即水平、上坡、下坡工作模式，即不同工作模式下两个比例减压阀的控制参数不同。(4)气缸磁性开关。气缸磁性开关用于检测各气缸伸出或收回是否到位，控制器据此信号判断机构运动是否正确或气缸故障。(5)电源电压信号。电源电压信号送到控制器进行监控，确保控制器的电压供电稳定。当电压低于某一设定值时首先进行报警，提示操作者停机确保安全，若操作者在一定时间内未停机，控制器通过断电回路自动给系统断电，这时系统处于刹车状态。若此时不强制断电，控制器可能出现不可预料的逻辑错误，发生安全事故。(6)气压传感器。气压传感器用于检测启动系统电压。气压低于某一设定值时进行报警。对口器控制器的输出部分包括气动电磁阀、气动比例减压阀、控制器断电回路、声光报警器。(I)气动电磁阀。控制系统通过电磁阀输出接口并根据控制要求对这些阀进行逻辑控制。 (2)气动比例减压阀。两个气动比例减压阀分别与气马达两个工作连接，控制器通过比例减压阀控制板对进出气马达的压力进行控制，通过控制气马达的工作转矩实现控制对口器的行进速度。(3)控制器断电回路。在系统电源电压不正常、气压系统气压偏低等情况时，控制器通过继电器对控制器断电回路强制断电，这时系统处于刹车状态。(4)声光报警器。控制器检测到系统故障时进行声光报警。对口器控制器的操作仪部分操作仪为操作人员的操作面板，并可进行系统的状态显示及报警。(I)按钮。操作仪有“启动”、“停止”、“急停”等按钮，分别用于系统启动、停止和紧急停止。(2)旋钮。操作仪上有“手动/自动”旋钮，控制器据此判断系统自动运行还是由操作者手动控制运行。操作仪上有“比例控制”旋钮，和“下坡比例控制”旋钮，用于调整行进速度。(3)指示灯。操作仪上有“快到位指示灯”、“到位指示灯”、“电源指示灯”、“故障指示灯”等。(4)文本显示器。显示对口器运行状态、前进速度、前进距离等实时参数。本专利技术的有益效果主要表现在有效适用于坡度较大场合，对于不同坡度，智能定速行走，管口处定位效率高、精确。附图说明图I是适于山地施工的智能型气动内对口器的不意图。图2是行走段的轴向示意图。 图3是储气罐的轴向示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图I 图3，一种适于山地施工的智能型气动内对口器，这种智能型气动内对口器如图I所示，沿Z向分为三段，A段为对口工作部1，B段为行走段，C段为储气罐13。滑柱2安装在A段上，滑套3安装在B段上，A段与B段通过滑柱与滑套联接，B段与C段通过铰链12联接。从Z向看，三对滑柱2与滑套3在圆周上均布。气缸5通过连接板4推动滑柱2使对口工作部I能相对行走段移动。行走段具有圆柱笼形车架6，沿Z轴方向车架上依次布置两个履带式行走轮7、两个履带式驱动轮8、两个刹车块9和两个履带式行走轮7，径向分布如图2所示，两个行走轮的夹角为120°并关于Y轴对称，两个驱动轮(两个刹车块)的夹角也为120°并关于Y轴对称，驱动轮与行走轮的夹角为60°。4个行走轮直接安装在车架上。两个驱动轮分别通过销轴安装在驱动轮支撑臂20的一端，驱动轮支撑臂可以绕固定在车架上的回转轴转动，支撑臂的另一端通过铰链与滑套22联接。气马达19安装在机架上，气马达轴、轮支撑臂回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达传递到驱动轮上，车架安装了 2套驱动轮及其支撑臂。两个刹车块分别通过销轴安装在刹车块支撑臂18的一端，刹车块支撑臂可以绕固定在车架上的回转轴转动，刹车块支撑臂的另一端通过铰链与滑套17联接。储气罐上的滚轮径向分布如图3所示，各轮夹角也为120°并关于Y轴对称。若固定在中心机架上的气缸23活塞杆伸出时，推动滑套22并使轮支撑臂转动，驱动轮随着轮支撑臂的运动压在管道壁上，同时，也使4个行走轮轮子压在管道壁上。当气马达转动时，通过链传动带动驱动轮转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于山地施工的智能型气动内对口器，其特征在于：所述气动内对口器包括对口工作部、行走段和储气罐，所述行走段包括车架、行走轮、驱动轮和刹车片，所述车架上沿车架的中心轴方向依次布置2个行走轮、驱动轮、刹车片和2个行走轮，从轴向上看行走轮位于车架的下半圆，驱动轮和刹车片位于车架的上半圆；径向分布为2个行走轮关于Y轴对称，行走轮安装在车架上，驱动轮通过一个销轴安装在驱动轮支撑臂的一端，所述驱动轮支撑臂的中部可转动地安装在第一回转轴上，所述第一回转轴固定安装在车架上，所述驱动轮支撑臂的另一端通过铰链与滑套联接，所述驱动轮与驱动装置连接；刹车片通过一个销轴安装在刹车片支撑臂的一端，所述刹车片支撑臂的中部可转动地安装在第二回转轴上，所述第二回转轴固定安装在车架上，所述刹车片支撑臂的另一端通过铰链与滑套联接；所述滑套可滑动的套装在中心轴上，所述滑套与用于推动滑套伸缩的伸缩机构连接；所述对口工作部与滑柱固定连接，所述滑柱可滑动地安装在套管内，所述滑套固定安装在车架的一侧上，所述滑柱与气缸的活塞杆连接；所述车架的另一侧通过铰链与储气罐连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢彤，王磊，孟彬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：